Расчет параметров взрывных работ для забоев с одной открытой поверхностью
Порядок расчета рассмотрим для забоев полевых выработок, т. е. для забоев с однородными породами. С учетом горно-геологических условий (коэффициента крепости пород, их обводненности, наличия метана и угольной пыли), в которых проводится выработка, определяюют взрывчатое вещество и средства инициирования. Расчетным путем на основании результатов опыта или по таблицам (например, по табл. 8.1) находят длину заходки и КИШ. Длину заходки, м, можно установить по организационным факторам, исходя из нормативной (заданной) скорости vм , м/мес, проведения горной выработки по следующей формуле
где Тц – продолжительность проходческого цикла (кратна продолжительности смены, равной 6 ч);
nдн – количество рабочих дней проходческой бригады в месяц (принимается 25 дней и для стволов – 30);
Тсут – количество часов работы звеньев проходческой бригады в сутки (принимается 24 ч).
Таблица 8.1. Рекомендуемые значения lзах и КИШ
Выработки f lзах , м КИШ Стволы шахтные (Sвч = 20…50 м 2 ) 12…3 2,5…3,5 0,80…0,90 Горизонтальные и наклонные выработки (Sвч = 4…20 м 2 ) 12…3 1,5…3,0 0,80…0,90 20…6 1,2…2,0 0,80…0,85
Длина заходки должна быть кратной (по возможности) шагу установки крепи (в стволах – высоте передвижной опалубки).
Определяют глубину шпуров
Объем породы, разрушаемый за одно взрывание
где Sвч – площадь поперечного сечения выработки вчерне, м 2 .
Удельный расход ВВ, т. е. количество ВВ, необходимое для дробления 1 м 3 породы и выброса ее за пределы воронки взрыва, кг/м 3 , можно подсчитать по формулам Протодьяконова и Покровского.
Формула М.М. Протодьяконова имеет вид
где f – коэффициент крепости породы;
е -1 = 525 / РВВ – коэффициент, учитывающий работоспособность ВВ;
РВВ – работоспособность ВВ, принятого для ведения взрывных работ, см 3 ;
525 см 3 – работоспособность 93%-ного динамита, принятого М.М. Протодьяконовым за эталонное ВВ;
k – коэффициент увеличения расхода ВВ для более мелкого дробления породы (при погрузке породы тяжелыми погрузочными машинами 1-ППН-5 следует принимать k = 1…1,1, а при погрузке более легкими машинами или машинами типа нагребающие лапы – k = 1,2…1,3).
Формула (8.7) дает удовлетворительные результаты в довольно широких пределах крепости пород при площади забоев от 3 до 15 м 2 , но при длине шпуров не более 0,6В, где В – ширина, м, выработки по низу.
Формула Н.М. Покровского имеет вид:
где - удельный нормативный расход ВВ;
s – коэффициент текстуры породы (при вязких упругих S=2; с мелкой трещиноватостью S=1,4; со сланцевым залеганием и с напластованием, перпендикулярным направлению шпура S=1,3);
V – коэффициент зажима пород,
е = 380 / РВВ – коэффициент, учитывающий работоспособность ВВ;
380 см 3 – работоспособность 62%-ного динамита, принятого Н.М. Покровским за эталонное ВВ.
Удельные расходы ВВ, полученные при подсчетах по формулам Протодьяконова и Покровского несколько отличаются один от другого. Их следует сравнить с нормативными (табличными) данными (табл. 8.2) и принимать для дальнейших расчетов ближайшее к табличным значениям расчетное. При отсутствии табличных данных – значение, полученное по более универсальной формуле (8.8) Покровского, или среднее из двух полученных.
Определяют расход ВВ, кг, на заходку
и рассчитывают количество шпуров на забой
Полученное значение округляют до целого и увязывают с технологией бурения. Находят:
массу шпуровых зарядов
и количество патронов ВВ в шпуре
где qп – масса одного патрона ВВ, кг.
Довольно часто при делении расчетной массы шпурового заряда на массу патрона получается не целое количество патронов ВВ в шпуре. В связи с тем, что резать патроны ВВ при заряжании шпуров не разрешается, необходимо округлять найденное значение до целого количества, а затем уточнять массу шпурового заряда:
Если qш.ут отличается от qш.р более чем на 5%, то следует скорректировать количество шпуров, сохранив расчетный расход ВВ на заходку, т. е.
Уточняют расход ВВ, кг, на заходку
и определяют длину забойки, м
где ln – длина одного патрона ВВ, м.
При этом в соответствии с “Едиными правилами безопасности при взрывных работах” должно соблюдаться условие: м. Если оно не выдерживается, то надо увеличить длину шпуров, оставив прежний заряд в шпурах, либо увеличить количество шпуров и распределить ВВ на все шпуры.
Выбирают тип взрывного вруба в соответствии с крепостью породы, ее текстурой, размерами и конфигурацией забоя, длиной заходки, наличием выделения метана и взрывчатой угольной пыли (см. гл. 9). Составляют схему расположения шпуров в забое (см. § 8.6). Составляют и уточняют путем проведения не менее трех опытных взрываний паспорт БВР. Если КИШ постоянно меньше нормативного, то изменяют взрывной вруб или уменьшают глубину шпуров.
Расчет параметров для забоев пластовых выработок с одной открытой поверхностью, т. е. проводимых с совместной выемкой угля и породы, осуществляют по этой же схеме, учитывая следующее:
отдельно рассчитывают q и все другие параметры для угольного пласта, верхней и нижней породной подрывки;
при определении параметра q за Sвч принимают общую площадь сечения выработки, а не площадь угольного забоя или породных подрывок;
за коэффициент f принимают крепость той части горного массива, для которой выполнятся расчет (угля, пород верхней и нижней подрывок).